11.4 : Diffusione su colonne cromatografiche

Nella cromatografia su colonna (GC), quando un analita viene introdotto come una banda stretta nella parte superiore della colonna, i soluti iniziano a separarsi e ad allargarsi, sviluppando un profilo gaussiano. Questo allargamento si verifica a causa di vari fattori, come la diffusione longitudinale.

La diffusione longitudinale si verifica quando le molecole di soluto nella fase mobile si diffondono dal centro più concentrato della banda cromatografica alle regioni più diluite su entrambi i lati, sia verso che contro la direzione del flusso. Questo processo di diffusione è guidato dal gradiente di concentrazione e dal coefficiente di diffusione dell'analita, che misura la mobilità di una sostanza in un dato mezzo.

L'impatto del processo di diffusione sulla cromatografia gassosa e liquida, varia a causa delle differenze nei coefficienti di diffusione degli analiti nelle fasi mobili gassose e liquide. Nella GC, i coefficienti di diffusione delle molecole gassose sono molto più grandi di quelli nei liquidi, con dei conseguenti tassi più elevati di diffusione longitudinale e un maggiore allargamento della banda. Di conseguenza, la diffusione longitudinale è più significativa nella gascromatografia (GC) che nella cromatografia liquida (LC).

Nella LC, le velocità di diffusione sono molto più piccole, rendendo la diffusione longitudinale meno significativa per l'allargamento della banda. Tuttavia, è essenziale notare che il contributo della diffusione longitudinale all'altezza della piastra è inversamente proporzionale alla velocità lineare dell'eluente. Questo significa che quando la portata è elevata, l'analita trascorre meno tempo nella colonna e la diffusione dal centro della banda ai bordi ha meno tempo per verificarsi, riducendo l'impatto della diffusione longitudinale sull'allargamento della banda.